CN102392156A

CN102392156A - 铝合金材料及其装饰带材铸轧坯料的生产方法

Info

Publication number: CN102392156A
Application number: CN2011103364595A
Authority: CN
Inventors: 贾新武; 王建增; 李英杰; 刘欣; 司圣杰
Original assignee: HENAN SHENHUO ALUMINIUM MATERIAL CO Ltd
Current assignee: HENAN SHENHUO ALUMINIUM MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明涉及一种3004铝合金材料及其装饰带材铸轧坯料的生产方法。铝合金材料的成分为Si≤0.25%、Fe0.20-0.60%、Cu0.10-0.15%、Mn1.0~1.20%、Mg0.85~1.25%、Ti≤0.05%，余量为Al。生产方法包括熔炼、精炼、在线除气、晶粒细化、过滤、铸轧等步骤，熔炼时将50%～60%的电解铝液、其余为铝合金废料，混合熔炼，先加除镁外的成分，经喷粉精炼、扒渣、加镁锭、倒炉，然后进入精炼，最后铸轧成带材坯料。本发明产品化学成分均匀稳定，能够满足后续轧制的力学性能要求，提高了后续冷轧的成品率。用铝合金废料作为原料，原料节省，采用电解铝液直接添加，降低熔化过程中的气耗，又能减少废料熔化过程中的烧损，用铸轧替代热轧，工艺简化，生产成本大大降低。

Description

铝合金材料及其装饰带材铸轧坯料的生产方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料，特别是涉及铝合金材料及其装饰带材铸轧坯料的生产方法。

背景技术

3004铝合金带材的力学性能优良，适合用在跨度较大和承受压力较大的场所，其在装饰带材方面的应用范围较广，用量也较大。但装饰带材用铸轧坯料主要为1系和8系合金，因为3004铝合金杂质元素含量高，导致其结晶温度区间为25℃，较普通1系、8011合金和3003合金的结晶温度区间高14℃，是其温度的2倍之多，致使铸轧区内的液穴增长、流动性较差，导致3004合金在铸轧过程中容易造成偏析，造成板面出现偏析带、横向波纹和色差，很难稳定生产出高表面质量要求的铸轧带材。受以上条件制约，目前冷轧用3004合金装饰带材坯料均由铸锭经热轧后提供，而采用热轧法提供的坯料工艺流程长，成本较高。

经检索，申请号为200510031180.0的发明专利申请公开了一种高强度高延伸率6063铝合金及其生产方法，其生产方法是：a.熔铸：配料装炉、熔化、搅拌与扒渣、覆盖、喷***炼、扒渣与覆盖、静置保温、铸锭；b.挤压与热处理：均质化、冷却、铸锭加热、挤压、水雾淬火、断切、冷却、拉伸、矫直、时效处理，最后得到成品。经检测，该方法铝合金型材的延伸率和强度均有一定程度提高，但生产周期较长，能耗较高，得到的铝合金板材的质量也不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中3004铝合金铸轧生产过程中的偏析、横向波纹和色差等问题，提供一种流程短、成品率高的3004铝合金装饰带材铸轧坯料的生产方法。

本发明的技术方案：

一种铝合金材料，以重量百分比表示，成分为Si≤0.25%、Fe 0.20-0.60%、Cu 0.10-0.15%、Mn 1.0~1.20%、Mg 0.85~1.25%、Ti≤0.05%，余量为Al，合计为100%。

一种铝合金装饰带材铸轧坯料的生产方法，包括以下步骤，

（1）熔炼：将重量比为50%～60%的电解铝液、40%～50%的铝合金废料，加入到火焰反射熔炼炉中升温熔化，温度达到755~770℃时取样，将铝合金中除镁外的其它成分调整到权利要求1要求的含量，然后进行喷粉精炼，喷粉精炼剂的用量为铝合金总量的0.2～0.4%，然后进行扒渣；扒渣结束后添加镁锭，继续熔化，熔体温度始终控制在755~770℃，调整镁元素的含量使之符合权利要求1的要求，然后进行倒炉；

（2）精炼：将铝合金熔体在保温炉中采用高纯氮气进行精炼，精炼时间为30～50分钟，然后在740～750℃进行保温；

（3）在线除气：向除气箱通入氮气进行除气，温度控制在725~735℃之间，除气后铝合金熔体中每100g铝中含氢量≤0.12ml；

（4）晶粒细化：向铝合金熔体中加入铝钛硼丝进行晶粒细化，使Ti 含量达到铝合金熔体重量的0.03~0.04%；

（5）过滤：将铝合金熔体经过滤箱，用30目和40目的陶瓷过滤片进行上下双级过滤；过滤箱前箱温度为720℃～725℃；

（6）铸轧：铝合金熔体通过横浇道流入铸轧机铸嘴内，铸轧成7.3～8.3mm厚的铝合金装饰带材坯料。

所述喷粉精炼剂的组成为，按重量百分比计，K 21～26%、Na 16～23%、Cl 34～45%、F 9～14%、Al≤5%、Si≤5%。

所述在线除气时的氮气压力为0.20～0.60MPa，氮气流量为3～8m³/h。

所述过滤时过滤箱前箱内的稳流器和供流口之间设有挡板，挡板上设有一排直径为10mm的稳流过滤孔。

所述铝钛硼丝细化剂中含钛4.5～5.5%（重量）、含硼0.9～1.1%（重量）。

所述铸轧机的铸轧区长50～52mm，上嘴辊间隙0.3～0.5mm，下嘴辊间隙0.1～0.4mm，铸轧辊表面粗糙度为1.0～1.6μm，铸轧速度为730～780mm/min。

本发明的积极有益效果：

（1）本发明生产出的铝合金装饰带材铸轧坯料，表面无擦划伤、单面无横向波纹，晶粒均匀、晶粒度达到国家一级标准，化学成分均匀稳定，能够满足后续轧制的力学性能要求，工艺裂边在6mm以内，中凸度为0.3～0.7%，裂边量远远小于同行业3004合金铸轧带材15mm的宽度，使后续冷轧过程中的切边量大大减少，由最初的切边量100mm左右降低到80mm左右，废料量减少了20%，提高了后续冷轧的成品率。

（2）本发明用铸轧替代热轧，省略了铝锭重熔、铸锭和铣面等工序，生产工艺简化，同时采用大量的电解铝液直接添加，可以充分利用电解铝液的较高温度来熔化废料，这样既能够降低熔化过程中的气耗，又能减少废料熔化过程中的烧损，生产成本大大降低。

（3）本发明在生产原料中添加了近半数的铝合金废料，有利于废料的回收利用，节省了原材料，节约资源，符合国家节能环保的号召。

（4）本发明在加料时采用两次配料工艺，先对除镁外的其它元素进行调配，扒渣结束后再添加镁锭，这样镁锭的吸收率较高，能达到99%以上，避免了挥发损失，远远高于同行业镁锭的吸收率95%左右的水平，降低了熔铸过程中的烧损，节约了成本。

（5）本发明的方法，设备投资少，生产周期短，***快，易于投产，有利于推广应用。

具体实施方式

实施例1、铝合金材料及铝合金装饰带材铸轧坯料的生产方法

1、铝合金成分，以重量份表示，Si 0.07%，Fe 0.39%，Cu 0.12%，Mn 1.06%，Mg1.02%，Ti0.02%，Al余量。

2、生产方法，包括以下步骤，

（1）熔炼：将13622千克电解铝液、10285千克铝合金废料，加入到火焰反射熔炼炉中升温熔化，温度达到768℃时取样，将铝合金中除镁外的其它成分调整到上述含量标准，然后进行喷粉精炼，精炼剂用量为铝合金总量的0.2～0.4%，然后进行扒渣；扒渣结束后添加镁锭，继续熔化，熔体温度始终控制在755~770℃，调整镁元素的含量达到上述要求后，进行倒炉；

其中的电解铝液由电解铝厂提供，电解铝液的纯度在99.60%以上，铝合金废料为1系、3系和8系铝合金，由冷轧厂提供。精炼剂按重量百分比计，其组成为：K 21～26%、Na 16～23%、Cl 34～45%、F 9～14%、Al≤5%、Si≤5%。

（2）精炼：将铝合金熔体在保温炉中采用高纯氮气（氮气质量含量在99.99%以上）进行精炼，精炼时间为30～50分钟，然后在740～750℃进行保温；

保温炉采用液压自倾翻式保温炉，通过红外线测量铝液液面高度，保证供流稳定，减少横向波纹的发生；

（3）在线除气：向除气箱通入氮气进行除气，除气箱铝液温度控制在728~731℃，氮气压力0.20～0.60MPa，氮气流量3～8m³/h，转子转速为211～218转/分钟；除气后铝合金熔体中每100g铝中含氢量≤0.12ml；

（4）晶粒细化：向铝合金熔体中加入铝钛硼丝进行晶粒细化，使Ti 含量达铝合金熔体重量的0.03~0.04%；铝钛硼丝细化剂中含钛4.5～5.5%（重量）、含硼0.9～1.1%（重量）；

（5）过滤：铝合金熔体经过滤箱，采用30目和40目的陶瓷过滤片进行上下双级过滤；过滤箱前箱温度为720℃～725℃，前箱液面液位为80～83mm；

过滤时在前箱内的稳流器和供流口之间设有挡板，挡板上设有一排直径为10mm的稳流过滤孔；这样既能保证铝液的供应，又能减少前箱液面的波动对铸嘴前沿的影响，减轻了横向波纹的程度；

（6）铸轧：铝合金熔体通过横浇道流入铸轧机铸嘴内，铸轧成7.3～8.3mm厚的铝合金装饰带材坯料；铸轧时，铸轧区长51mm，上嘴辊间隙0.4mm，下嘴辊间隙0.2mm，铸轧辊表面粗糙度1.2μm，铸轧速度748mm/min。

通过调整铸嘴内的挡块分布，保证铸嘴前沿出口铝液的均匀（横断面流量和温度一致），铸嘴较普通铸嘴的结构挡块间隙大1～8mm，后续随着铸轧板宽度的改变，改变铸嘴内挡块的数量及大小，以满足生产需要。前箱液面采用较低液位，以减少横向波纹。同时调整铸轧机的耳朵倒角为30度，控制铸轧工艺裂边在7mm以内；同时为消除立板及切卷时粘辊，在立板和切卷时采用乙炔对轧辊进行喷涂，增加润滑膜的厚度。

实施例2、和实施例1基本相同，不同之处在于：

1、铝合金成分，以重量份表示，Si 0.09%，Fe 0.38%，Cu 0.11%，Mn 1.01%，Mg1.01%，Ti0.03%，Al余量。

2、生产方法，包括以下步骤，

（1）熔炼：将12468千克电解铝液、10312千克铝合金废料，加入到火焰反射熔炼炉中升温熔化，温度达到761℃时取样，先将铝合金中除镁外的其它成分调整到上述含量，然后进行喷粉精炼，精炼剂用量为铝合金总量的0.3%，然后进行扒渣；扒渣结束后添加镁锭，继续熔化，熔体温度始终控制在760~770℃，测定镁元素的含量达到上述要求，然后进行倒炉；

（2）精炼：将铝合金熔体在保温炉中采用高纯氮气（氮气质量含量在99.99%以上）进行精炼，精炼时间为40分钟，然后在743～748℃保温；

（3）在线除气：向除气箱通入氮气进行除气，除气箱铝液温度控制在728~734℃，氮气压力0.20～0.60MPa，氮气流量3～8m³/h，转子转速为208～214转/分钟；除气后铝合金熔体中每100g铝中含氢量≤0.12ml；

（5）过滤：铝合金熔体经过滤箱，采用30目和40目的陶瓷过滤片进行上下双级过滤；过滤箱前箱温度为721℃～724℃，前箱液面液位为82～85mm；

过滤时在前箱内的稳流器和供流口之间设有挡板，挡板上设有一排直径为10mm的稳流过滤孔；

（6）铸轧：铝合金熔体通过横浇道流入铸轧机铸嘴内，通过铸轧机铸轧成7.3～8.3mm厚的铝合金装饰带材坯料；

铸轧时，铸轧区长52mm，上嘴辊间隙0.5mm，下嘴辊间隙0.3mm，铸轧辊表面粗糙度为1.4μm，铸轧速度为762mm/min。

实施例3、和实施例1基本相同，不同之处在于：

铝合金成分，以重量份表示，Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.14%，Mn 1.15%，Mg1.10%，Ti0.03%，Al余量。

实施例4、和实施例1基本相同，不同之处在于：

铝合金成分，以重量份表示，Si 0.25%，Fe 0.20%，Cu0.10%，Mn 1.10%，Mg1.0%， Al余量。

Claims

1.一种铝合金材料，其特征是：以重量百分比表示，成分为Si≤0.25%、Fe 0.20-0.60%、Cu 0.10-0.15%、Mn 1.0~1.20%、Mg 0.85~1.25%、Ti≤0.05%，余量为Al，合计为100%。

2.一种铝合金装饰带材铸轧坯料的生产方法，其特征是：该方法包括以下步骤，

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征是：所述喷粉精炼剂的组成为，按重量百分比计，K 21～26%、Na 16～23%、Cl 34～45%、F 9～14%、Al≤5%、Si≤5%。

4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征是：所述在线除气时的氮气压力为0.20～0.60MPa，氮气流量为3～8m³/h。

5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征是：所述过滤时过滤箱前箱内的稳流器和供流口之间设有挡板，挡板上设有一排直径为10mm的稳流过滤孔。

6.根据权利要求2-5任一项所述的生产方法，其特征是：所述铝钛硼丝细化剂中含钛4.5～5.5%（重量）、含硼0.9～1.1%（重量）。

7.根据权利要求2-5任一项所述的生产方法，其特征是：所述铸轧机的铸轧区长50～52mm，上嘴辊间隙0.3～0.5mm，下嘴辊间隙0.1～0.4mm，铸轧辊表面粗糙度为1.0～1.6μm，铸轧速度为730～780mm/min。